深层生物发酵法年产50000吨功能性氨基酸建设项目可行性研究报告(编辑修改稿)

深层生物发酵法年产50000吨功能性氨基酸建设项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

当今苏氨酸生产的最大目标是与色氨酸一样形成继蛋氨酸，赖氨酸之后 的饲用氨基酸大型市场。 在国际上，苏氨酸的主要生产厂商是德国的 Degussa 公司和日本的味之素公司、田边制药公司、协和发酵公司及美国 ADM 公司。 我国苏氨酸生产起步较晚，至今国内所需几乎全部依赖进口。 我国产销尚属起步阶段。 长期以来，我国氨基酸的生产不能满足饲料工业的需要，尽管已投入了相当数量的资金用于蛋氨酸和赖氨酸生产装置的建设，但至今仍未能自给自足，这在某种程度上制约着我国饲料工业的发展，今后仍需加大这方面的投入。 由于饲养水平所限，苏氨酸和色氨酸在我国尚未被广泛用于配合饲料生产中，但随着 “理想蛋白质 ”概念 在饲料配方中的应用，苏氨酸、色氨酸等其他氨基酸在我国具有较大的发展潜力。 20 世纪 90 年代以前，我国尚未生产苏氨酸， 90 年代以后才开始生产。 但多年来发展速度缓慢，全国产量 较小。 20 世纪末，全国苏氨酸年产量仅为达到 200 吨左右，产品主要供应医药市场，重点生产企业有湖北八峰药化有限公司等。 此外，苏氨酸也用于化学及生化试剂，食品添加剂等方面。 近几年，我国市场对苏氨酸的需求逐年稳步增长，特别是在后两方面。 深层 生物发酵法年产 50000 吨 功能性氨基酸 建设项目 可行性研究报告 17 在医药方面，苏氨酸是 11 种、 14 种、 17 种、 18 种、 20 种氨基酸大输液的主要成分之一。 氨基酸大输液常用于手术前 后、创伤、烧伤、骨折、营养不良、慢性消耗性疾病等的辅助治疗，是临床用量很大的品种。 我国现在全国老龄人口已有 亿，医疗保健水平的不断提高，使得近年来氨基酸大输液的消费量呈快速增长趋势。 在饲料添加剂方面，苏氨酸和赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸一起列为四大饲料添加剂，主要用于末成年仔猪和家禽等。 苏氨酸是畜禽饲料中的重要元素，在畜禽饲料中添加苏氨酸，能提高饲料蛋白质的生物学价值，平衡各种氨基酸，促进蛋白质沉积，降低动物氨的排泄，减轻环境污染，改善饲养条件。 多年来，我国饲料用氨基酸绝大部分为赖氨酸和蛋氨酸，每年用量达几十万吨之多，而苏氨酸、色氨酸等用量很少。 分析其原因，一是受经济条件、饲养水平的限制。 二是对苏氨酸了解不够，认为饲料中添加苏氨酸不能起多大作用，反而会增加成本。 三是苏氨酸价格比赖氨酸、蛋氨酸要高。 随着近年来市场对食品的需求数量和产品质量都在不断提高，苏氨酸作为重要的饲料添加剂，越来越受到重视，被大量添加剂到配合饲料中。 市场需求逐年上升，年需求量已达 数 十 万吨。 可是多年来国内饲料用苏氨酸的生产基本处于空白状况，每年都需从国外大量进口。 未来的苏氨酸市场仍有多个增长点，发展空间广阔。 首先，在饲料添加剂方面的用量 将持续大量增加。 近 10 多年来，我国饲料工业产量平均年增幅达到 2 位数。 现在全国饲料年产量已超过 亿吨，成为世界第二大饲料生产国。 预计到 2020 年，我国各种饲料添加剂的产量将达 300 万吨，市场对苏氨酸的需求量将达到 6 万～ 8 万吨。 通常在饲料中添加 %～%即可满足正常需要 ，如果全部饲料的 50%按最低 %添加 计算，国内年需苏氨酸至少 30 多万吨。 深层 生物发酵法年产 50000 吨 功能性氨基酸 建设项目 可行性研究报告 18 其次是医药及其他领域。 氨基酸大输液一直是临床用量很大的品种，苏氨酸是其主要成分之一。 近年来多种氨基酸饮料正在欧美、日韩等发达国家流行，今后将向我国等发 展中国家扩展。 氨基酸在化妆品特别是中高档化妆品中的用量也在增多。 此外，多种氨基酸片剂及口服液等保健产品现已在我国市场上崭露头角，“瑞年”、“万基”“金日”等品牌的多种氨基酸保健品市场销售状况良好。 各种营养食品对氨基酸的需求也在增加。 苏氨酸为高附加值的产品，是我国目前为数不多的需从国外大批进口的产品之一，国内的生产刚刚起步，在产量、价格、质量等方面正在和进口产品展开竞争。 随着我国经济的不断发展，今后苏氨酸消费量将越来越多，市场前景看好。 国内有条件的企业应抓住机遇，通过引进国外关键工艺技术和设备发展苏氨酸生产 ，占领国内市场。 如今，世界苏氨酸主要生产厂商均在扩大规模，增加产量，降低成本，以满足全球特别是亚洲地区日益增长的需求。 因此，在当前全球经济一体化的大背景下，我国苏氨酸拟建装置须具有一定的规模，否则，将会影响产品价格。 还要在产品质量和生产成本上与国外大公司相比具有竞争力，才能在激烈的竞争中站稳脚跟。 此外，企业应加大科技投入，将现代生物工程和生物化工技术等高新技术应用到苏氨酸的生产中，研制开发具有自主知识产权的苏氨酸生产新工艺。 其它 氨基酸 市场分析 我国是氨基酸生产和消费大国，年消费量约 140 万吨左右 ， 但 其中应用最多的是两大类，即谷氨 酸和赖氨酸，占我国氨基酸总量的 95％以上，其余的为小品种氨基酸及药用氨基酸。 某些小品种 氨基酸如 色氨酸 、结氨酸 、精氨酸、组氨酸 、亮 氨酸 等产品仍存在较大的供应缺口。 中国发酵工业协会在《 发酵行业产业政策研究 —行业科技进步指导目录 》中指出： 小品种氨基酸主要作为药用氨基酸和饲料添加剂来使用，具有较高的营养价值和药用价值。 国际上对小品种氨基酸的需求量每年都在快速的增长，但这些小品种氨基酸实际的供应水平与需求量还有一定的差深层 生物发酵法年产 50000 吨 功能性氨基酸 建设项目 可行性研究报告 19 距。 我国小品种氨基酸的生产处于起步阶段，生产能力还有较大的提升能力，国际上对小品种氨基酸需求量的增大，为我国小品种氨基酸的生产提供了广阔的发展空间。 色氨酸年产 据资料估计不足 1 万吨。 世界上主要生产厂家是日本的昭和电工、协和发酵和三进化学公司 ， 它们主要用发酵法生产色氨酸 ， 德国的德固赛公司则兼用发酵法和合成法生产色氨酸。 中国主要有上海、武汉、北京等地小规模生产 ， 用于药品。 尚 有几个 厂家 试 生产饲用色氨酸。 近年来，色氨酸作为必需氨基酸在输液、健康食品、饲料添加剂上的应用日益广泛，随着蛋氨酸、赖氨酸的大量饲料化应用，价格一直较高的色氨酸更希望有廉价制造的工业化生产方法，以便推进色 氨酸的应用饲料化的实施。 色氨酸是一种动物易缺乏的氨基酸，目前欧美、东南亚各国使用色氨酸和苏氨酸组合体的趋势增加，因此潜在需要量很大。 目前 ，国内混配饲料产量达到 亿 吨，即使按 %的比例添加 ，每年也需色氨酸 10 万多 吨。 中国庞大和不断增长的饲养业将使色氨酸的市场需求不断扩大。 支链氨酸 通常 包括缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸。 支链氨基酸是人体必需的氨基酸，主要用于复合氨基酸输液、要素膳。 此外，支链氨基酸在化妆品、食品、饲料和新材料等领域还有着广泛的用途。 单就氨基酸输液的市场而言，目前我国氨基酸输液的总产量就 达到 4 亿瓶左右。 全世界各种氨基酸输液年消耗量为数十亿瓶，总价值达上百亿美元，耗用氨基酸原料药 10 万吨以上，其中支链氨基酸国际市场的年需求量已超过 万吨。 由于我国支链氨基酸发酵生产技术水平较低，产品质量达不到国际通用标准的要求，高端市场一直依赖于进口，产品缺乏国际竞争力，成为药用氨基酸国产化进程的瓶颈。 因此开发发酵法生产支链氨基酸的先进技术并实现产业化，具有广阔的市场前景，对实现氨基酸原料药的国产化具有重要的社会意义。 目前 ，国内混配饲料产量达到 亿 吨，即使按 %的比例添加 ，每年也需 支链氨基 酸 万多 吨。 中国庞大和不断增长的饲养业将使 支链深层 生物发酵法年产 50000 吨 功能性氨基酸 建设项目 可行性研究报告 20 氨基酸 的市场需求不断扩大。 L亮氨酸作为人体八种必需氨基酸之一，是临床选用的复合氨基酸静脉注射液不可缺少的原料。 L亮氨酸可用于诊断和治疗小儿突发性高血糖症和作为头晕治疗及营养滋补类药物。 L亮氨酸还可用于合成具有抗癌、抗病毒、抑制细菌生长等生理活性的 L亮氨酸 Schiff 碱 Cu（Ⅱ）、 Ni（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）配合物。 最新研究表明，由 L亮氨酸合成的多聚物，是临时创伤敷料的最佳原料之一，极具发展潜质。 随着人口老龄化和人们保健意识的增强，全球对氨基酸的需求也 在不断增加。 据报道，氨基酸需求量从 1997年到 2020 年，每年以 15%20%的速度递增。 L异亮氨酸是人体八种必需氨基酸之一，同时又是三种分支链氨基酸之一，在人类生命代谢中占有特别重要的地位。 它既是合成蛋白质的素材，也可以作为生物体的能源和生物体成分的前体，因其特殊的结构，能治疗神经障碍、食欲减退和贫血等症。 但由于目前 L异亮氨酸价格昂贵，因此主要用于配制复合氨基酸制剂，特别应用于高支链氨基酸输液（如 3H 输液等）及口服液 (肝安干糖浆等 )。 目前我国的医药级异亮氨酸绝大部分依靠进口，每年消耗大量外汇。 L异 亮氨酸 年需求量为 1500 吨，且以 15%以上的速度增长。 L缬氨酸在医药、食品和饲料工业中有着巨大的潜在市场。 据报导，世界氨基酸年总产量约为 200 万吨，药用输液氨基酸年需要大约 6000 吨，其中 L缬氨酸为 4000 吨 ，且以 15%以上的速度增长。 有机肥料 市场 分析 (1)我国的土壤质量建设需要有机肥料 根据全国化肥试验网肥料长期定位试验和国家土壤肥力与肥料效益监测资料，近年来，耕地土壤有机质含量有下降趋势，土壤缓冲能力减弱，抗灾能力衰退；所有土壤和作物施用氮肥均有效，不施氮肥皆减产；缺磷状况有所缓解；土壤 钾亏损严重，缺钾面积增大，严重缺钾或施钾有效的面积 50%以上，而且还有扩大的趋势；中量元素缺乏或施用有效的面积，深层 生物发酵法年产 50000 吨 功能性氨基酸 建设项目 可行性研究报告 21 镁占 %，硫占 32%，钙占 50%左右；在微量元素中，缺锌面积为 亿亩，缺硼 亿亩，缺钼 亿亩，缺锰 亿亩。 有机肥料含有丰富的中、微量元素，可以补给土壤，而且，施用有机肥可提高土壤中、微量元素的有效性。 (2)无公害农业的发展迫切需求有机肥料 我国重无机轻有机肥料 的现状 ，造成 了 农产品品质差和受污染严重。 2020 年全国化肥总产量（为折纯量） 5867 万吨，占世界化肥总消费量的 1/3，居世界第一位，同比增长 ％；其中氮肥 4331 万吨，同比增长 ％；钾肥 277 万吨，同比增长 ％；磷肥 1258 万吨，同比下降 ％。 我 国氮肥平均用量达 227kg/hm2，超过了许多欧洲国家及日本、美国。 设施园艺化肥用量一般为 3000kg/hm2，高者达 7500kg/hm2。 我国氮肥肥料利用率平均为 30%左右，尤其是设施园艺氮肥利用率不到 20%。 化肥用量大，肥料利用率低，造成生产成本高，环境和产品污染极为严重。 抽查测定结果，蔬菜硝酸盐含量严重超标，北京市菠菜硝酸盐含量高达 2358mg/kg，萝卜2177mg/kg；上海、广州等大城市蔬菜中亚硝酸盐含量超标 2～ 8 倍。 某些重金属含量也严重超标，南京市蔬菜中汞超标率达 75%，天津市郊种植的大白菜、芹菜、水萝卜、小白菜中，重金属检出率达 100%。 不合理使用化肥，造成农产品品质下降；由于施肥重氮轻有机肥和磷、钾、中微量元素，果品的水分含量高，糖 /酸比不适宜，品质下降，口感差；瓜不甜，果不香，特产的原有风味丧失。 农产品安全生产需要环境友好型肥料。 国内外大量的研究证明，有机肥料是培肥土壤、提高产量、改善品质、提高肥料利用率、减少环境污染的有效途径。 发 展商品化有机肥料是实现有机无机结合的载体和可行途径。 加强和加速生物有机肥产业化，是提高水肥利用率、解决施肥与环境矛盾、实现优质高效农产品生产的革命性措施，是国民的食品健康要求，是提高农产品国际竞争力的国家需求，是增加农民收入的国家目标。 深层 生物发酵法年产 50000 吨 功能性氨基酸 建设项目 可行性研究报告 22 产品市场竞争力优势 分析 本项目建设具有以下方面的优势： （ 1） 技术 优势 ： 与天津科技大学合作开发 生物 发酵法生产 系列 氨 基 酸产业化技术，采用定向选育技术选育出具有发酵周期短、产酸高、杂酸低和遗传性状稳定的 高产菌；优化发酵工艺自动化控制，实现在 线检测，自动调节技术；采用清 洁生产工艺，废水的排放量将降低 80%以上。 本项目 如L苏 氨酸的技术指标可达到发酵产酸率 ≥ 118g/L， 提取收率≥ 90%， 居国内领先水平。 天津科技大学代谢控制发酵研究室长期从事代谢控制发酵，特别是在氨基酸生产菌的选育及发酵条件的研究领域，积累了丰富的经验。 （ 2）市场方面： 功能性 氨基酸主要作为药用氨基酸和饲料添加剂来使用，具有较高的营养价值和药用价值。 国际上对 其 需求量每年都在快速的增长，但这些 氨基酸实际的供应水平与需求量还有一定的差距 ， 生产处于起步阶段，生产能力还有较大的提升能力，国 内外市场 的 需求 ，为我国小品 种 功能性 氨基酸的生产提供了广阔的发展空间 ，作为 高端 产品，在市场竞争中具有较大的优势。 （ 3）资源方面： *******公司 是一家 大 型 淀粉深加工生物 制造企业， 现拥有 年产 45 万吨 淀粉 、 20 万吨 淀粉糖 生产能力，拥有自备 热电厂。 原料运输及动力供应具有明显的 成本 优势 ， 可大大提高 产品的 市场 竞争力。 第三章 建设规模与产品方案。